KR20090128886A - Method of preparing dichloropropanol from glycerol in the presence of heteropolyacid catalyst and/or absorbent under solvent-free conditions - Google Patents

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KR20090128886A
KR20090128886A KR1020080054861A KR20080054861A KR20090128886A KR 20090128886 A KR20090128886 A KR 20090128886A KR 1020080054861 A KR1020080054861 A KR 1020080054861A KR 20080054861 A KR20080054861 A KR 20080054861A KR 20090128886 A KR20090128886 A KR 20090128886A
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송인규
이상희
송선호
박동률
우성율
송원섭
권명숙
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삼성정밀화학 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A method for preparing dichloropropanol is provided to manufacture dichloropropanol from glycerol, not to need solvent removal, to reduce the volume of a reactor, and to efficiently process glycerol generated in a biodiesel manufacturing process. CONSTITUTION: A method for preparing dichloropropanol comprises a step of reacting glycerol with a chlorinating agent in the presence of at least one of a heteropolyacid catalyst and absorbent in a solvent-free condition. The absorbent comprises silica gel. The heteropolyacid catalyst is a Keggin type heteropolyacid catalyst with an atomic ratio of central element to coordinate element of 1:12.

Description

무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산 촉매 및/또는 흡수제의 존재하에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 제조하는 방법{Method of preparing dichloropropanol from glycerol in the presence of heteropolyacid catalyst and/or absorbent under solvent-free conditions}Method of preparing dichloropropanol from glycerol in the presence of heteropolyacid catalyst and / or absorbent under solvent-free conditions

본 발명은 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산 촉매 및/또는 흡수제의 존재하에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing dichloropropanol from glycerol, and more particularly to a process for preparing dichloropropanol from glycerol in the absence of a solvent and in the presence of a heteropolyacid catalyst and / or absorbent.

현재 바이오디젤(bio-diesel)은 전세계적으로 경쟁적으로 개발되어 생산되고 있으며, 한국에서도 이미 생산이 개시되어 디젤유의 첨가원료로 시판되고 있다. Currently bio-diesel has been developed and produced competitively all over the world, and has already begun production in Korea and is commercially available as an additive material for diesel oil.

이러한 바이오디젤을 생산하는 과정에서 바이오디젤 생산량의 약 10%에 해당하는 막대한 양의 글리세롤이 생산되고 있다. 그러나, 이러한 글리세롤은 수요에 비해 공급이 과잉으로 이루어져 그 가치가 지속적으로 하락하고 있으므로, 이를 부가가치가 높은 디클로로프로판올로 전환시킴으로써 글리세롤의 고부가가치화를 달성하는 것이 바람직하다. In the production of such biodiesel, a huge amount of glycerol, which is about 10% of the biodiesel production, is produced. However, since such glycerol is excessively supplied due to excessive supply compared to demand, it is desirable to achieve high value of glycerol by converting it to dichloropropanol having high added value.

한편, 디클로로프로판올 (dichloropropanol)은 에피클로로히드린 (epichlorohydrin)을 제조하기 위한 원료로서, 에피클로로히드린은 에폭시 수지, 합성 글리세린, 이온교환수지, 난연제, 용제, 의약품, 염료 등의 원료로 다양하게 사용된다. 현재 시장에 공급되는 대부분의 디클로로프로판올은 프로필렌으로부터 제조된다. 구체적으로, 디클로로프로판올의 제조방법은 프로필렌의 고온 염소화 반응에 의해 알릴클로라이드(Allyl chloride)를 제조하는 단계 및 과량의 공업용수를 사용하여 알릴클로라이드와 염소를 다시 반응시켜 디클로로프로판올을 제조하는 단계의 2단계로 구성된다(US 특허 4,479,020, US 특허 6,051,742, US 특허 6,333,420 참조). 그러나, 프로필렌을 사용한 디클로로프로판올의 제조방법은, 프로필렌의 가격 상승으로 인한 수급 불안정, 다량의 폐수와 폐기물의 발생, 2단계 제조방법에 따른 과다한 초기 투자비용과 이로 인한 제조방법의 신증설 곤란 등의 문제점을 가진다. Meanwhile, dichloropropanol is a raw material for producing epichlorohydrin, and epichlorohydrin is a raw material for epoxy resin, synthetic glycerin, ion exchange resin, flame retardant, solvent, medicine, dye, etc. Used. Most of the dichloropropanol currently supplied to the market is made from propylene. Specifically, the method for producing dichloropropanol is the step of preparing allyl chloride by high temperature chlorination of propylene and reacting allyl chloride and chlorine again using excess industrial water to produce dichloropropanol. Step (see US Patent 4,479,020, US Patent 6,051,742, US Patent 6,333,420). However, the production method of dichloropropanol using propylene has problems such as supply and demand instability due to the rising price of propylene, generation of a large amount of wastewater and waste, excessive initial investment costs due to the two-step manufacturing method, and difficulty in new expansion of the manufacturing method. Has

이에 따라 최근에는 글리세롤을 염산과 반응시키는 1단계 제조공정에 의해 디클로로프로판올을 직접 제조하는 공정이 경제성을 확보하게 되었다. 글리세롤을 사용하는 이러한 1단계 제조방법은 반응물로서 저가의 글리세롤을 사용하여 원료비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라 공정 중 공업용수를 사용하지 않아 폐수 및 폐기물의 발생량을 획기적으로 저감시킬 수 있으므로 환경적으로 유리하고, 공정 및 환경관련 투자비가 절감되어 초기투자비가 적게 든다는 잇점이 있다. 또한, 글리세롤을 사용하는 상기 제조방법은 프로필렌으로부터 2단계 공정을 거쳐 디클로로프로판올을 제조하는 종래의 방법과는 달리, 바이오디젤 부산물인 글리세롤로부터 디클로로 프로판올을 직접 제조함으로써 환경 친화적인 잇점이 있다. Accordingly, in recent years, a process of directly preparing dichloropropanol by a one-step manufacturing process in which glycerol is reacted with hydrochloric acid has secured economic feasibility. This one-step manufacturing method using glycerol can reduce the raw material cost by using inexpensive glycerol as a reactant, and can also significantly reduce the amount of wastewater and wastes by not using industrial water during the process. In addition, the process and environment-related investment costs are reduced, the initial investment costs are low. In addition, the production method using glycerol, unlike the conventional method for producing dichloropropanol through a two-step process from propylene, there is an environmentally friendly advantage by directly preparing dichloro propanol from glycerol as a biodiesel by-product.

또한, 촉매를 사용하여 글리세롤과 염산을 반응시켜 디클로로프로판올을 직접 제조하는 경우, 효율적인 촉매 개발을 통해 원가를 절감하고 에너지를 절약하는 것이 가능하다. 따라서, 글리세롤을 사용하여 디클로로프로판올을 직접 제조하는 우수한 촉매 공정을 개발할 경우, 디클로로프로판올의 생산에 있어서 환경적, 경제적, 투자비 측면에서 우위를 선점할 수 있으며 기술경쟁력을 확보할 수 있게 된다. In addition, when dichloropropanol is directly prepared by reacting glycerol with hydrochloric acid using a catalyst, it is possible to reduce costs and save energy through efficient catalyst development. Therefore, when developing an excellent catalytic process for producing dichloropropanol directly using glycerol, it is possible to preempt the environmental, economic and investment costs in the production of dichloropropanol and to secure technological competitiveness.

현재, WO 2006/020234, WO 2005/054167 및 WO 2005/021476는 카르복실산 계열의 균일계 촉매를 사용하고, 염화수소 가스를 염소화제로 사용하는 연속공정에 의해 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 제조하는 기술을 개시하고 있다. Currently, WO 2006/020234, WO 2005/054167 and WO 2005/021476 disclose a technique for producing dichloropropanol from glycerol by a continuous process using a carboxylic acid series homogeneous catalyst and using hydrogen chloride gas as the chlorinating agent. Doing.

또한, 중국공개특허 CN 101007751A는 니트릴계 촉매를 사용하여 관흐름형 반응기(Plug Flow Reactor)에서 1단계 반응을 진행하고, 버블 캡 트레이(Bubble Cap Tray)를 사용하는 2단계 반응에서 연속적으로 물을 제거하여 염화수소 가스의 소모량을 줄이면서 디클로로프로판올을 제조하는 기술을 개시하고 있다. In addition, Chinese Patent Publication No. 101007751A uses a nitrile catalyst to perform a one-step reaction in a Plug Flow Reactor, and continuously waters in a two-step reaction using a bubble cap tray. Disclosed is a technique for preparing dichloropropanol while reducing the consumption of hydrogen chloride gas.

또한 국내의 이수화학 주식회사에서는 촉매를 사용하지 않고 글리세롤을 용매와 혼합하여 희석시킨 후 상기 희석된 글리세롤을 염화수소 가스와 함께 글래스비드가 충진된 충전층으로 통과시켜 반응시킴으로써 디클로로프로판올을 제조하는 기술을 보유하고 있다(대한민국공개특허 제2008-0038284호 참조). In addition, Isu Chemical Co., Ltd. has a technology for producing dichloropropanol by mixing and diluting glycerol with a solvent without using a catalyst, and then reacting the diluted glycerol with a hydrogen chloride gas through a packed bed filled with glass beads. (See Korean Patent Publication No. 2008-0038284).

그러나 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 직접 제조하는 반응 및 공정에 관한 특허는 전술한 몇몇 특허를 제외하고는 거의 보고된 바가 없다. 특히, 무용매 상태에서 헤테로폴리산 촉매 및/또는 흡수제를 사용하여 글리세롤로부터 디클로로 프로판올을 직접 제조한 예는 아직까지 문헌에 전혀 보고된 바 없다. 따라서 본 발명은 이러한 측면에서 독창성이 있다. However, few patents have been reported on reactions and processes for the direct preparation of dichloropropanol from glycerol except for some of the patents described above. In particular, examples of direct preparation of dichloropropanol from glycerol using a heteropolyacid catalyst and / or absorbent in the absence of solvent have not been reported in the literature at all. Therefore, the present invention is original in this respect.

본 발명은 무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산(Heteropolyacid) 촉매 및/또는 흡수제의 존재하에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 높은 수율로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to provide a process for producing dichloropropanol from glycerol in high yield in the absence of solvents and in the presence of heteropolyacid catalysts and / or absorbents.

본 발명의 다른 목적은 공정을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있는 디클로로프로판올의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing dichloropropanol which can simplify the process and reduce the production cost.

본 발명의 또 다른 목적은 촉매와 반응생성물의 공비 혼합물의 분리 문제가 없고 촉매회수가 용이하며, 촉매재생이 가능한, 디클로로프로판올의 제조방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a method for preparing dichloropropanol, which is free from azeotropic mixtures of catalysts and reaction products, facilitates catalyst recovery, and enables catalyst regeneration.

본 발명의 또 다른 목적은 바이오디젤 제조공정에서 발생하는 글리세롤을 효율적으로 처리하고 글리세롤의 고부가가치화를 달성 할 수 있는, 디클로로프로판올의 제조방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method for preparing dichloropropanol, which can efficiently treat glycerol generated in a biodiesel manufacturing process and achieve high value of glycerol.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,The present invention to solve the above problems,

글리세롤을 염소화제와 반응시켜 디클로로프로판올을 제조하는 방법에 있어서, 상기 반응이 무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산 촉매 및 흡수제 중 적어도 하나의 존재하에서 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법을 제공한다. A method for preparing dichloropropanol by reacting glycerol with a chlorinating agent, the method providing a process for producing dichloropropanol, wherein the reaction proceeds in the absence of a solvent and in the presence of at least one of a heteropolyacid catalyst and an absorbent.

본 발명의 한 구현예에 따르면, 상기 흡수제는 실리카겔을 포함한다.According to one embodiment of the invention, the absorbent comprises silica gel.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 헤테로폴리산 촉매는 중심원소:배위원소의 원자비가 1:12인 Keggin형 헤테로폴리산 촉매이다.According to another embodiment of the present invention, the heteropolyacid catalyst is a Keggin type heteropolyacid catalyst having an atomic ratio of 1: 12 of a central element: isotope.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 Keggin형 헤테로폴리산 촉매는, 12-몰리브도텅스토인산(H3PMo12-XWXO40) 중 수소원자의 전부 또는 일부가 금속으로 치환된 복수종의 헤테로폴리산으로부터 선택된 적어도 1종의 헤테로폴리산을 포함하고, 상기 화학식에서 X=0~12의 수이다.According to another embodiment of the present invention, the Keggin-type heteropolyacid catalyst, a plurality of hydrogen atoms in 12- molybdo tungstophosphoric acid (H 3 PMo 12-X W X O 40 ) is substituted with a metal At least one heteropolyacid selected from species of heteropolyacids, wherein X = 0-12 in the formula.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 헤테로폴리산 촉매는 반응 후 회수되어 재사용된다. According to another embodiment of the invention, the heteropolyacid catalyst is recovered after the reaction and reused.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 염소화제는 염화수소 가스 또는 염산이다. According to another embodiment of the invention, the chlorinating agent is hydrogen chloride gas or hydrochloric acid.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 반응은 회분 반응기(batch reactor), 반회분 반응기(semi-batch reactor) 또는 연속교반탱크 반응기(CSTR)에서 진행된다. According to another embodiment of the invention, the reaction is carried out in a batch reactor, a semi-batch reactor or a continuous stirring tank reactor (CSTR).

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 반응은 600~1,100rpm의 교반속도하에서 진행된다. According to another embodiment of the invention, the reaction is carried out under a stirring speed of 600 ~ 1,100rpm.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 반응은 50~300℃의 온도에서 진행된다. According to a preferred embodiment of the invention, the reaction proceeds at a temperature of 50 ~ 300 ℃.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 반응은 0.1~30bar의 압력에서 진행된다. According to a preferred embodiment of the invention, the reaction proceeds at a pressure of 0.1-30 bar.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 반응은 10분~50시간 동안 진행된다. According to a preferred embodiment of the invention, the reaction proceeds for 10 minutes to 50 hours.

또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention to solve the above problems,

글리세롤을 염소화제와 반응시켜 디클로로프로판올을 제조한 후 에피클로로히드린(ECH)를 제조하는 방법에 있어서, In the method for producing epichlorohydrin (ECH) by reacting glycerol with a chlorinating agent to produce dichloropropanol,

상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 디클로로프로판올의 제조방법을 포함하거나 상기 제조방법에 의해 제조된 디클로로프로판올을 사용하는 것을 특징으로 하는 에피클로로하이드린의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing epichlorohydrin comprising a method for producing dichloropropanol according to any one of the above embodiments, or using dichloropropanol prepared by the method.

본 발명에 의하면, 무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산(Heteropolyacid) 촉매 및 흡수제 중 적어도 하나의 존재하에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 높은 수율로 제조할 수 있는 방법이 제공될 수 있다.According to the present invention, a process can be provided which can produce dichloropropanol from glycerol in high yield in the absence of a solvent and in the presence of at least one of a heteropolyacid catalyst and an absorbent.

또한 본 발명에 의하면, 공정을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있는 디클로로프로판올의 제조방법이 제공될 수 있다.In addition, according to the present invention, there can be provided a method for producing dichloropropanol that can reduce the manufacturing cost by simplifying the process.

또한 본 발명에 의하면, 촉매와 반응생성물의 공비 혼합물의 분리 문제가 없고 촉매회수가 용이하며, 촉매재생이 가능한, 디클로로프로판올의 제조방법이 제공될 수 있다. In addition, according to the present invention, there is no problem of separation of the azeotrope mixture of the catalyst and the reaction product, it is easy to recover the catalyst, it is possible to provide a method for producing a dichloropropanol catalyst regeneration.

또한 본 발명에 의하면, 바이오디젤 제조공정에서 발생하는 글리세롤을 효율적으로 처리하고 글리세롤의 고부가가치화를 달성 할 수 있는, 디클로로프로판올의 제조방법이 제공될 수 있다. According to the present invention, there can be provided a method for producing dichloropropanol, which can efficiently treat glycerol generated in the biodiesel manufacturing process and achieve high value-adding of glycerol.

이어서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 디클로로프로판올의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다. Next, a method for preparing dichloropropanol according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 디클로로프로판올의 제조방법은, 글리세롤의 염소화 반응을 포함하는 것으로 상기 반응이 무용매(reaction media-free) 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산 촉매 및/또는 흡수제의 존재하에서 진행된다. The process for the preparation of dichloropropanol according to the invention comprises the chlorination reaction of glycerol, wherein the reaction proceeds in a reaction media-free state and in the presence of a heteropolyacid catalyst and / or an absorbent.

상기 염소화 반응에 사용되는 염소화제로는 염화수소 가스 또는 염산이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hydrogen chloride gas or hydrochloric acid may be used as the chlorinating agent used in the chlorination reaction, but the present invention is not limited thereto.

용매는 글리세롤을 균일하게 분산시켜 상기 글리세롤과 염소화제 등의 접촉 면적을 증가시키기 위한 것으로, 종래에는 디클로로프로판올 제조시 이러한 용매를 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나, 본 발명에 따른 디클로로프로판올의 제조방법은 반응혼합물의 교반속도를 600~1,100rpm으로 높게 유지함으로써 무용매 상태에서도 글리세롤과 염소화제 등의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 상기 교반속도가 600rpm 미만이면 글리세롤과 염소화제 등 간의 완전한 혼합이 이루어지지 않아 이들 간의 접촉 면적이 감소함으로써 반응 활성이 낮아지게 된다. 반면에, 상기 교반속도가 1,100rpm을 초과하게 되면 교반속도 증가에 따른 반응 활성의 증가 효과가 미미하다. The solvent is to uniformly disperse the glycerol to increase the contact area of the glycerol and the chlorinating agent, etc. In the past, it was common to use such a solvent in the preparation of dichloropropanol. However, in the method for preparing dichloropropanol according to the present invention, the contact area of glycerol and a chlorinating agent can be increased even in the absence of a solvent by maintaining a high stirring speed of the reaction mixture at 600 to 1,100 rpm. If the stirring speed is less than 600 rpm, complete mixing between glycerol and a chlorinating agent is not performed, and thus the contact activity between them is reduced, thereby lowering the reaction activity. On the other hand, when the stirring speed exceeds 1,100rpm, the effect of increasing the reaction activity according to the stirring speed increases is insignificant.

상기와 같이 무용매 상태하에서, 그리고 디클로로프로판올을 제조하기 위해서는 반응물의 빠른 교반이 필수적이므로, 상기 반응은 회분 반응기(batch reactor), 반회분 반응기(semi-batch reactor) 또는 연속교반탱크 반응기(constant stirred tank reactor: CSTR)에서 진행되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반응기로는 염소화제에 내성이 있는 재료로 형성되거나 그러한 재료로 코팅된 내부 구성물을 포함하는 반응기가 사용될 수 있다. 염소화제에 내성이 있는 재료로는 하스텔로이 C 또는 테프론 등이 있다.As described above, rapid stirring of the reactants is essential in the absence of a solvent and to prepare dichloropropanol, and therefore, the reaction may be performed in a batch reactor, a semi-batch reactor, or a constant stirred tank reactor. preferably in a tank reactor (CSTR). In addition, the reactor may be a reactor including an internal component formed of or coated with a material resistant to the chlorinating agent. Materials that are resistant to chlorinating agents include Hastelloy C or Teflon.

본 구현예에서, 상기 염소화 반응은 일반적으로 50~300℃, 바람직하게는 100~200℃의 온도에서 진행된다. 상기 반응 온도가 50℃ 미만이면 반응 속도 면에서 바람직하지 않고, 300℃를 초과하게 되면 에너지 손실 측면에서 바람직하지 않다. 또한, 상기 염소화 반응은 일반적으로 0.1~30bar, 특히 1~15bar의 압력 범위에서 진행되는 것이 바람직하다. 상기 반응 압력이 높을수록 좋은 활성을 보이나 소정 압력(30bar)을 초과하게 되면 반응 활성에 큰 차이를 보이지 않게 된다. 상기 반응 압력은 염소화제의 압력으로 조절된다. 반응 시간은 일반적으로 10분~50시간, 바람직하게는 1시간~20시간이 적절하다. 상기 반응 시간이 10분 미만이면 글리세롤의 전환율이 낮아 바람직하지 않고, 50시간을 초과하게 되면 반응이 거의 완결되어 전환율이나 수율 면에서 변함이 없다. 본 발명에서, "디클로로프로판올" 이라 함은 1,3-디클로로프로판-2-올 및 1,2-디클로로프로판-3-올로 이루어진 이성질체의 혼합물을 의미한다. 본 구현예에 따른 디클로로프로판올의 제조방법에서는 1,3-디클로로프로판-2올이 주로 생성되는데, 이 재료는 에피클로로히드린 제조의 반응물로서 특히 적합하다.In this embodiment, the chlorination reaction is generally carried out at a temperature of 50 ~ 300 ℃, preferably 100 ~ 200 ℃. If the reaction temperature is less than 50 ℃ is not preferable in terms of the reaction rate, if it exceeds 300 ℃ is not preferable in terms of energy loss. In addition, the chlorination reaction is generally carried out in a pressure range of 0.1 ~ 30bar, in particular 1 ~ 15bar. The higher the reaction pressure, the better the activity, but when the predetermined pressure (30bar) is exceeded, there is no significant difference in the reaction activity. The reaction pressure is controlled by the pressure of the chlorinating agent. The reaction time is generally 10 minutes to 50 hours, preferably 1 hour to 20 hours. If the reaction time is less than 10 minutes, the conversion rate of glycerol is not low, it is not preferable, and if it exceeds 50 hours, the reaction is almost complete, there is no change in conversion or yield. In the present invention, "dichloropropanol" means a mixture of isomers consisting of 1,3-dichloropropan-2-ol and 1,2-dichloropropan-3-ol. In the method for preparing dichloropropanol according to the present embodiment, 1,3-dichloropropan-2ol is mainly produced, which material is particularly suitable as a reactant for epichlorohydrin preparation.

상기 염소화 반응은 무용매 및 무촉매 상태하에서 진행될 수도 있으나, 무용매 상태 및 헤테로폴리산 촉매의 존재하에서 진행되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 반응이 헤테로폴리산 촉매의 존재하에서 진행되는 경우에는, 반응 활성이 증가됨으로써 글리세롤의 전환율과, 디클로로프로판올의 수율 및 선택도가 무촉매 상태에서의 경우 보다 증가될 수 있다. The chlorination reaction may proceed in the absence of solvent and in the absence of catalyst, but more preferably in the absence of solvent and in the presence of a heteropolyacid catalyst. When the reaction proceeds in the presence of a heteropolyacid catalyst, the reaction activity is increased so that the conversion of glycerol and the yield and selectivity of dichloropropanol can be increased than in the case without catalyst.

상기 헤테로폴리산 촉매는 균일계 또는 불균일계 촉매반응에 사용될 수 있다. The heteropolyacid catalyst may be used for homogeneous or heterogeneous catalysis.

상기 헤테로폴리산 촉매는 중심원소:배위원소의 원자비가 1:12인 Keggin형 헤테로폴리산를 포함한다. The heteropolyacid catalyst includes a Keggin-type heteropolyacid having an atomic ratio of central element: isotope of 1:12.

상기 Keggin형 헤테로폴리산 촉매는, 12-몰리브도텅스토인산(H3PMo12-XWXO40) 중 수소원자의 전부 또는 일부가 금속으로 치환된 복수종의 헤테로폴리산으로부터 선택된 적어도 1종의 헤테로폴리산을 포함하고, 상기 화학식들에서 X=0~12의 수이다. 상기 금속은 세슘(Cs) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있다.The Keggin type heteropolyacid catalyst may include at least one heteropolyacid selected from a plurality of heteropolyacids in which all or a part of hydrogen atoms of 12- molybdoungstophosphoric acid (H 3 PMo 12-X W X O 40 ) is substituted with a metal. And a number of X = 0 to 12 in the above formulas. The metal may include cesium (Cs) or silver (Ag).

상기와 같이 세슘 또는 은 등의 금속으로 치환된 헤테로폴리산 촉매는 물에 불용성이며 표면적이 40m2/g 이상인 3차원 구조를 형성한다. 이와 같이 3차원 구조를 형성하는 불용성 헤테로폴리산 촉매를 사용하게 되면 불균일계 공정으로 반응을 진행 시킬 수 있게 된다.As described above, the heteropolyacid catalyst substituted with a metal such as cesium or silver forms a three-dimensional structure which is insoluble in water and has a surface area of 40 m 2 / g or more. As such, when an insoluble heteropolyacid catalyst forming a three-dimensional structure is used, the reaction can be performed in a heterogeneous process.

또한, 상기 헤테로폴리산 촉매는 반응 후 회수되어 재사용될 수 있다. 즉, 반응 후 액상 생성물을 증발시킴으로써 고상의 헤테로폴리산을 회수하고, 이를 반응기에 투입하여 재사용할 수 있다. 이와 같이 반응 후 헤테로폴리산 촉매를 회수하여 재사용할 수 있는 이유는, 반응 후 헤테로폴리산 촉매와 반응생성물을 포함하 는 혼합 용액이 공비 혼합물을 형성하지 않기 때문이다. 종래의 카르복실산 계열의 촉매를 사용하는 경우에서와 같이 상기 혼합 용액이 공비 혼합물을 형성하게 되면, 액상과 기상이 평형 상태를 이루게 되며, 성분비가 일정하고 끓는점이 변하지 않으므로 단순한 방법으로는 혼합 용액으로부터 촉매를 분리하기 어려운 문제점이 있다. In addition, the heteropolyacid catalyst may be recovered after the reaction and reused. That is, the solid product may be recovered by evaporating the liquid product after the reaction, and the solid product may be recycled by being introduced into the reactor. The reason why the heteropolyacid catalyst can be recovered and reused after the reaction is that the mixed solution containing the heteropolyacid catalyst and the reaction product after the reaction does not form an azeotrope. When the mixed solution forms an azeotrope as in the case of using a conventional carboxylic acid-based catalyst, the liquid phase and the gas phase are in equilibrium, and the component ratio is constant and the boiling point does not change. There is a problem that is difficult to separate the catalyst from.

회분 반응기(batch reactor), 반회분 반응기(semi-batch reactor) 또는 연속교반탱크 반응기(CSTR)에서 촉매의 첨가는 연속 또는 비연속적인 방식으로 진행될 수 있다.The addition of catalyst in a batch reactor, semi-batch reactor or continuous stir tank reactor (CSTR) can be carried out in a continuous or discontinuous manner.

상기 염소화 반응은 흡수제의 존재하에서 진행될 수도 있고, 흡수제 없이 진행될 수도 있다. 즉, 상기 염소화 반응은 (i) 무용매, 무촉매 및 무흡수제 상태에서 진행될 수도 있고, (ii) 무용매 및 무흡수제 상태, 그리고 헤테로폴리산 촉매의 존재하에서 진행될 수도 있으며, (iii) 무용매 및 무촉매 상태, 그리고 흡수제의 존재하에서 진행될 수도 있으며, (iv) 무용매 상태, 및 헤테로폴리산 촉매와 흡수제의 존재하에서 진행될 수도 있다. 상기 (iv)의 경우가 가장 바람직하다. 상기 반응이 흡수제의 존재하에서 진행되는 경우에는, 상기 흡수제가 반응혼합물 중 물을 흡수하여 제거함으로써 글리세롤의 전환율과, 디클로로프로판올의 수율 및 선택도가 무흡수제 상태에서의 경우 보다 증가될 수 있다. 상기 물은 반응의 부산물로서 추가적인 디클로로프로판올의 생성을 방해하는 역할을 하므로 제거되는 것이 바람직하다.The chlorination reaction may proceed in the presence of an absorbent or may proceed without an absorbent. That is, the chlorination reaction can be carried out in (i) a solvent-free, catalyst-free and absorbent state, (ii) a solvent-free and absorbent-free state, and in the presence of a heteropolyacid catalyst, and (iii) solvent-free and solvent-free. It may proceed in the catalytic state and in the presence of an absorbent, and (iv) in the absence of a solvent and in the presence of a heteropolyacid catalyst and an absorbent. Most preferred is the case of (iv) above. In the case where the reaction proceeds in the presence of an absorbent, the absorbent absorbs and removes water in the reaction mixture so that the conversion of glycerol and the yield and selectivity of dichloropropanol can be increased than in the case of the nonabsorbent state. The water is preferably removed as it is a byproduct of the reaction, which serves to hinder the production of additional dichloropropanol.

상기 염소화 반응이 흡수제의 존재하에서 진행되는 경우, 상기 흡수제는 실 리카겔, 특히 실리카겔 블루(silica gel blue)를 포함할 수 있다.When the chlorination reaction is carried out in the presence of an absorbent, the absorbent may comprise silica gel, in particular silica gel blue.

무용매 상태에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 직접 제조하는 반응에 있어서 글리세롤의 전환율, 디클로로프로판올의 선택도 및 디클로로프로판올의 수율은 하기 수학식 1 내지 수학식 3에 의해 각각 계산된다. In the reaction for producing dichloropropanol directly from glycerol in the absence of solvent, the conversion rate of glycerol, the selectivity of dichloropropanol, and the yield of dichloropropanol are calculated by the following Equations 1 to 3, respectively.

Figure 112008041789045-PAT00001
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Figure 112008041789045-PAT00002
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디클로로프로판올의 선택도는 1,3-디클로로프로판-2-올 및 1,2-디클로로프로판-3-올로 이루어진 이성질체의 혼합물을 기준으로 계산된다.Selectivity of dichloropropanol is calculated based on a mixture of isomers consisting of 1,3-dichloropropan-2-ol and 1,2-dichloropropan-3-ol.

Figure 112008041789045-PAT00003
Figure 112008041789045-PAT00003

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 디클로로프로판올의 제조방법을 포함하거나 상기 제조방법에 의해 제조된 디클로로프로판올을 사용하는 것을 특징으로 하는 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 제조 방법이 또한 제공될 수 있다. 구체적으로, 헤테로폴리산 촉매를 사용하여 글리세롤로부터 에피클로로하이드린을 제조하는 방법은 하기 화학식 1과 같이 나타내어질 수 있다.On the other hand, it may also be provided a method for producing epichlorohydrin comprising a method for producing dichloropropanol having the above configuration or using a dichloropropanol prepared by the above method. Specifically, a method for preparing epichlorohydrin from glycerol using a heteropolyacid catalyst may be represented by the following Chemical Formula 1.

Figure 112008041789045-PAT00004
Figure 112008041789045-PAT00004

이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

실시예Example

실험예Experimental Example 1:  One: 무용매Solvent free , , 무촉매No catalyst  And 무흡수제Absorbent 상태하에서, 글리세롤과 염화수소 가스로부터  Under conditions, from glycerol and hydrogen chloride gas 디클로로프로판올을Dichloropropanol 직접 제조하는데 있어서 반응기의  In the production of the reactor 교반속도(RPM)에Stirring speed (RPM) 따른  According 디클로로프로판올Dichloropropanol 제조에서의 반응 활성  Reaction activity in manufacturing

무용매, 무촉매 및 무흡수제 상태에서 글리세롤과 99.7 vol.%의 염화수소 가스로부터 디클로로프로판올을 직접 제조하였다. 반응은 부피가 200ml이고 물이 완전히 제거된 회분 반응기(batch reactor)에서 액상으로 이루어졌다. 상기 회분 반응기(batch reactor)의 내부 구성물은 염소화제에 내성이 있는 재료인 하스텔로이 C 및 테프론으로 형성되었다. 먼저, 글리세롤 100g만을 상기 회분 반응기에 투입하였다. 이후, 반응 온도를 120℃로 고정하고, 교반하에 염소화제인 99.7 vol.%의 염 화수소 가스를 3bar의 일정한 압력으로 상기 회분 반응기에 연속적으로 도입하면서 3시간 동안 반응을 진행시켰다. 반응 종결 후, 반응기의 온도를 상온으로 냉각시킨 다음, 가스크로마토그래피를 사용하여 생성물을 분석하였다. 또한, 상기 수학식 1 내지 수학식 3에 의해 글리세롤의 전환율, 디클로로프로판올의 선택도 및 디클로로프로판올의 수율를 각각 계산하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 사용된 "MCPD" 및 "DCP"는 각각 모노클로로프로판디올 및 디클로로프로판올을 의미한다. Dichloropropanol was prepared directly from glycerol and 99.7 vol.% Hydrogen chloride gas in the absence of solvents, catalyst-free and absorbents. The reaction was in the liquid phase in a batch reactor with a volume of 200 ml and complete removal of water. The internal components of the batch reactor were formed from Hastelloy C and Teflon, materials that are resistant to chlorinating agents. First, only 100 g of glycerol was added to the batch reactor. Thereafter, the reaction temperature was fixed at 120 ° C., and the reaction was allowed to proceed for 3 hours while continuously introducing 99.7 vol.% Of hydrogen chloride gas, a chlorinating agent, into the batch reactor at a constant pressure of 3 bar. After completion of the reaction, the temperature of the reactor was cooled to room temperature, and then the product was analyzed using gas chromatography. In addition, the conversion ratio of glycerol, the selectivity of dichloropropanol and the yield of dichloropropanol were respectively calculated by Equations 1 to 3, and the results are shown in Table 1 below. As used in Table 1 below, "MCPD" and "DCP" mean monochloropropanediol and dichloropropanol, respectively.

Figure 112008041789045-PAT00005
Figure 112008041789045-PAT00005

상기 표 1을 참조하면, 600 RPM 미만의 낮은 교반속도 영역에서는 물질 전달 저항으로 인해 반응물의 충분한 혼합이 이루어지지 않아 교반속도가 변화됨에 따라 반응 활성이 크게 달라졌다. 그러나, 600 RPM 이상의 높은 교반속도 영역에서는 충분한 물질 전달이 일어나 디클로로프로판올의 수율에 큰 변화가 나타나지 않았다. 따라서, 이후의 모든 실시예에서는 물질 전달 저항의 영향을 배제시키기 위하여 반응혼합물의 교반속도를 900 RPM으로 고정한 상태에서 반응실험을 수행하였다. Referring to Table 1, in the low stirring speed region of less than 600 RPM, due to mass transfer resistance, the reaction activity was greatly changed as the stirring speed was changed due to insufficient mixing of the reactants. However, in the high agitation speed range of 600 RPM or more, sufficient mass transfer occurred to show no significant change in the yield of dichloropropanol. Therefore, in all subsequent examples, the reaction experiment was carried out with the stirring speed of the reaction mixture fixed at 900 RPM in order to exclude the influence of mass transfer resistance.

실험예Experimental Example 2:  2: 무용매Solvent free , , 무촉매No catalyst  And 무흡수제Absorbent 상태하에서, 글리세롤과 염화수소 가스로부터  Under conditions, from glycerol and hydrogen chloride gas 디클로로프로판올을Dichloropropanol 직접 제조하는데 있어서 반응조건(반응온도, 반응압력, 반응시간) 변화에 따른  According to the change of reaction conditions (reaction temperature, reaction pressure, reaction time) 디클로로프로판올Dichloropropanol 제조에서의 반응 활성  Reaction activity in manufacturing

반응온도, 반응압력 및 반응시간을 하기 표 2에서와 같이 변화시켜 반응을 진행한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 디클로로프로판올을 제조하였다. 반응 완료 후, 가스크로마토그래피를 사용하여 생성물을 분석하였다. 또한, 상기 수학식 1 내지 수학식 3에 의해 글리세롤의 전환율, 디클로로프로판올의 선택도 및 디클로로프로판올의 수율를 각각 계산하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Dichloropropanol was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that the reaction was performed by changing the reaction temperature, the reaction pressure, and the reaction time as shown in Table 2 below. After completion of the reaction, the product was analyzed using gas chromatography. In addition, the conversion ratio of glycerol, the selectivity of dichloropropanol and the yield of dichloropropanol were calculated by Equations 1 to 3, respectively, and the results are shown in Table 2 below.

Figure 112008041789045-PAT00006
Figure 112008041789045-PAT00006

상기 표 2를 참조하면, 실험예 2-1과 2-5, 실험예 2-2와 2-3, 그리고 실험예 2-4와 2-6을 각각 비교함으로써 반응온도에 따른 영향을, 실험예 2-3과 2-4를 비교함으로써 반응압력에 따른 영향을, 실험예 2-1과 2-2, 그리고 실험예 2-6과 2-7을 비교함으로써 반응시간에 따른 영향을 알 수 있다. 상기 비교 결과, 고온 및 고압하에서 반응시간이 길어질수록 디클로로프로판올의 선택도 및 수율이 증가하는 것으로 나타났다. 상기 표 2의 결과로부터 반응온도, 반응압력, 및/또는 반응시간을 적절히 제어함으로써 높은 수율의 디클로로프로판올을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 대표적인 예로, 비교적 낮은 온도인 110℃에서 5bar의 압력을 유지하면서 20시간 반응시켰을 경우(실험예 2-8) 디클로로프로판올의 수율이 96.4% 정도로 매우 높게 나타났는데, 이러한 높은 수율은 반응온도와 반응압력을 줄이는 대신 반응시간을 높임으로써 달성 가능하다는 것을 알 수 있다. Referring to Table 2, by comparing the Experimental Examples 2-1 and 2-5, Experimental Examples 2-2 and 2-3, and Experimental Examples 2-4 and 2-6, respectively, the effect of the reaction temperature, Experimental Example By comparing 2-3 and 2-4, the effect of reaction pressure can be seen by comparing Experimental Examples 2-1 and 2-2, and Experimental Examples 2-6 and 2-7. As a result, the selectivity and yield of dichloropropanol increased with increasing reaction time under high temperature and high pressure. From the results in Table 2, it can be seen that a high yield of dichloropropanol can be obtained by appropriately controlling the reaction temperature, reaction pressure, and / or reaction time. As a representative example, when the reaction was carried out for 20 hours while maintaining a pressure of 5 bar at a relatively low temperature of 110 ° C. (Experimental Example 2-8), the yield of dichloropropanol was very high as 96.4%. This can be achieved by increasing the reaction time instead of reducing

실시예Example 1:  One: 무용매Solvent free  And 무흡수제Absorbent 상태, 그리고 12-몰리브도텅스토인산( State, and 12-molybdate tungstic acid ( HH 33 PMoPMo 1212 -X-X WW XX OO 4040 ) 촉매의 존재하에서 글리세롤과 염화수소 가스로부터 ) From glycerol and hydrogen chloride gas in the presence of a catalyst 디클로로프로판올을Dichloropropanol 직접 제조하는데 있어서 촉매의 종류에 따른  According to the type of catalyst 디클로로프로판올Dichloropropanol 제조에서의 반응 활성 Reaction activity in manufacturing

글리세롤 100g과 함께 헤테로폴리산 촉매로서 H3PMo12-XWXO40 (X=0, 3, 6, 9, 12) 형태를 지닌 총 5종의 촉매 각각을 5g씩 회분 반응기에 투입하고 반응온도를 110℃로 고정한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 디클로로프로판올을 제조하였다. 반응 완료 후, 가스크로마토그래피를 사용하여 생성물을 분석하였다. 또한, 상기 수학식 1 내지 수학식 3에 의해 글리세롤의 전환율, 디클로로프로판올의 선택도 및 디클로로프로판올의 수율를 각각 계산하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 비교를 위해 실험예 2-2의 분석 데이터를 표 3에 포함시켰다.5 g of each of 5 catalysts in the form of H 3 PMo 12-X W X O 40 (X = 0, 3, 6, 9, 12) as a heteropolyacid catalyst together with 100 g of glycerol was added to the batch reactor and the reaction temperature was decreased. Except that fixed at 110 ℃, dichloropropanol was prepared in the same manner as in Experimental Example 1. After completion of the reaction, the product was analyzed using gas chromatography. In addition, the conversion ratio of glycerol, the selectivity of dichloropropanol and the yield of dichloropropanol were respectively calculated by Equations 1 to 3, and the results are shown in Table 3 below. In addition, the analytical data of Experimental Example 2-2 was included in Table 3 for comparison.

Figure 112008041789045-PAT00007
Figure 112008041789045-PAT00007

상기 표 3을 참조하면, 다른 조건이 동일한 경우 무촉매 반응 보다 헤테로폴리산 촉매를 사용하였을 때 더 높은 반응 활성이 나타났으며, 배위원소로서 텅스텐(W)의 함량(즉, 텅스텐의 원자수)이 증가할수록 디클로로프로판올의 수율이 증가하는 것으로 나타났다. 사용한 Keggin형 헤테로폴리산 촉매 중에서는 12-텅스토인산(H3PW12O40) 촉매가 본 반응에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 12-텅스토인산 촉매의 존재하에서 진행된 반응은 무촉매 상태하에서, 그리고 진행된 반응 보다 적어도 약 34% 높은 디클로로프로판올 수율을 보였다. 이는 용매 없이 글리세롤과 염화수소가스로부터 디클로로프로판올을 제조하는 반응에서 헤테로폴리산 촉매를 사용하는 경우가 무촉매 반응의 경우에 비해 더 큰 효과를 얻을 수 있음을 의미한다. Referring to Table 3, when the other conditions are the same, the reaction activity was higher when the heteropolyacid catalyst was used than the non-catalytic reaction, and the content of tungsten (W) (ie, the number of atoms of tungsten) increased as an isotope. It was found that the yield of dichloropropanol increased. Among the Keggin type heteropolyacid catalysts used, 12-tungstophosphoric acid (H 3 PW 12 O 40 ) catalyst was found to be most effective for this reaction. The reaction proceeded in the presence of 12-tungstophosphoric acid catalyst showed a dichloropropanol yield in the absence of a catalyst and at least about 34% higher than the progressed reaction. This means that the use of a heteropolyacid catalyst in the reaction for producing dichloropropanol from glycerol and hydrogen chloride gas without solvent can achieve a greater effect than the case without catalyst.

실시예Example 2:  2: 무용매Solvent free 상태하에서, 그리고  Under conditions and 디클로로프로판올을Dichloropropanol 직접 제조하는데 있어서, 헤테로폴리산촉매(12- In direct preparation, heteropolyacid catalysts (12- 몰리브도텅스토인산Molybdo tungstophosphate , , HH 33 PMoPMo 1212 -- XX WW XX OO 4040 ) 및/또는 흡수제(실리카겔 블루)의 존재에 따른 디클로로프로판올 제조에서의 반응 활성) And / or reaction activity in the preparation of dichloropropanol with the presence of an absorbent (silica gel blue)

한 실시예에서 글리세롤 100g과 함께, 흡수제로서 실리카겔 블루(SAMCHUN PURE CHEMICAL CO., LTD. / Silicagel blue, medium glanular, 5~10mesh) 5g을 회분 반응기에 투입하고 반응온도를 110℃로 고정한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 디클로로프로판올을 제조하였다.In one embodiment, together with 100 g of glycerol, 5 g of silica gel blue (SAMCHUN PURE CHEMICAL CO., LTD. / Silicagel blue, medium glanular, 5-10 mesh) was added to the batch reactor, except that the reaction temperature was fixed at 110 ° C. Was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 dichloropropanol.

다른 실시예에서 글리세롤 100g과 함께, 헤테로폴리산 촉매로서 H3PW12O40 5g을 회분 반응기에 투입하고 반응온도를 110℃로 고정한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 디클로로프로판올을 제조하였다. In another embodiment, dichloropropanol was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that 5 g of H 3 PW 12 O 40 as a heteropolyacid catalyst was added to a batch reactor together with 100 g of glycerol and the reaction temperature was fixed at 110 ° C. It was.

또 다른 실시예에서 글리세롤 100g과 함께, 흡수제로서 실리카겔 블루(SAMCHUN PURE CHEMICAL CO., LTD. / Silicagel blue, medium glanular, 5~10mesh) 2.5g 및 헤테로폴리산 촉매로서 H3PW12O40 5g을 회분 반응기에 투입하고 반응온도를 110℃로 고정한 것을 제외하고는, 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 디클로로프로판올을 제조하였다. In another example, with 100 g of glycerol, 2.5 g of silica gel blue (SAMCHUN PURE CHEMICAL CO., LTD. / Silicagel blue, medium glanular, 5-10 mesh) as absorbent and 5 g of H 3 PW 12 O 40 as a heteropolyacid catalyst were carried out in a batch reactor. Dichloropropanol was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, except that the reaction temperature was fixed at 110 ° C.

상기 각각의 반응 완료 후, 가스크로마토그래피를 사용하여 생성물을 분석하였다. 또한, 상기 수학식 1 내지 수학식 3에 의해 글리세롤의 전환율, 디클로로프로판올의 선택도 및 디클로로프로판올의 수율를 각각 계산하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 또한, 비교를 위해 실험예 2-2의 분석 데이터를 표 4에 포함시켰다.After each reaction was completed, the product was analyzed using gas chromatography. In addition, the conversion rate of glycerol, the selectivity of dichloropropanol and the yield of dichloropropanol were respectively calculated by Equations 1 to 3, and the results are shown in Table 4 below. In addition, the analytical data of Experimental Example 2-2 was included in Table 4 for comparison.

Figure 112008041789045-PAT00008
Figure 112008041789045-PAT00008

상기 표 4를 참조하면, 글리세롤 외에 실리카겔 블루만을 추가로 투입한 경우에도 디클로로프로판올의 수율이 크게 향상되었음을 알 수 있다. 이는 반응에서 생성된 물이 실리카겔 블루에 흡수되어 제거되었기 때문인 것으로 보인다. 상기 실시예 1에서와 마찬가지로 글리세롤 외에 H3PW12O40 촉매만을 추가로 투입한 경우에도 디클로로프로판올의 수율이 크게 상승하였다. 한편, 글리세롤 외에 실리카겔 블루와 H3PW12O40 촉매를 함께 추가로 투입한 경우 실리카겔 블루에 의한 물의 제거 효과와 H3PW12O40의 촉매작용이 상승작용을 일으켜 디클로로프로판올 수율이 실리카겔 블루 또는 H3PW12O40 촉매만을 사용했을 때 보다 더욱 크게 상승하였다. Referring to Table 4, it can be seen that the yield of dichloropropanol was greatly improved even when only silica gel blue was added in addition to glycerol. This seems to be because the water produced in the reaction was absorbed and removed by silica gel blue. As in Example 1, the yield of dichloropropanol was greatly increased even when only H 3 PW 12 O 40 catalyst was added in addition to glycerol. On the other hand, when silica gel blue and H 3 PW 12 O 40 catalyst were added together in addition to glycerol, the effect of water removal by silica gel blue and the catalytic action of H 3 PW 12 O 40 resulted in synergism, resulting in a dichloropropanol yield of silica gel blue or The rise was even greater than when only H 3 PW 12 O 40 catalyst was used.

평가예Evaluation example

평가예Evaluation example 1:  One: 무용매Solvent free , , 무촉매No catalyst  And 무흡수제Absorbent 상태하에서, 글리세롤과 염화수소 가스로부터  Under conditions, from glycerol and hydrogen chloride gas 디클로로프로판올을Dichloropropanol 제조하는데 있어서 반응혼합물의  In the preparation of the reaction mixture 교반속도(RPM)에Stirring speed (RPM) 따른 DCP 수율의 변화(실험예 1) DCP yield change according to Experimental Example 1

실험예 1의 무용매, 무촉매 및 무흡수제 상태하에서, 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 제조한 각 경우에 있어서, 디클로로프로판올의 수율(%)를 도 1에 그래프로 나타내었다.In each case where dichloropropanol was prepared from glycerol under the solvent-free, catalyst-free and absorbent-free state of Experimental Example 1, the yield (%) of dichloropropanol was graphically shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 반응혼합물의 교반속도가 600 RPM인 경우를 기준으로 하여 DCP 수율이 크게 변화한다는 사실을 확인할 수 있다. 또한, 본 평가예에서 DCP 수율 측면에서 볼 때 상기 교반속도가 적어도 600 RPM은 되어야함을 알 수 있다. Referring to FIG. 1, it can be seen that the DCP yield is greatly changed based on the case where the stirring speed of the reaction mixture is 600 RPM. In addition, it can be seen that the stirring speed should be at least 600 RPM in view of the DCP yield in this evaluation example.

평가예Evaluation example 2: 중심원소가 인(P)이고 텅스텐(W) 및/또는 몰리브덴( 2: the central element is phosphorus (P) and tungsten (W) and / or molybdenum ( MoMo )이 기본적으로 ) By default 배위된Coordinated KegginKeggin brother 헤테로폴리산Heteropolyacid 촉매에서  In the catalyst 배위원소An islet 중 텅스텐(W) 원자의 수에 따른 DCP 수율의 변화(실시예 1) Changes in DCP Yield According to the Number of Heavy Tungsten (W) Atoms (Example 1)

실시예 1의 무용매 및 무흡수제 상태, 그리고 헤테로폴리산 촉매의 존재하에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 제조한 각 경우에 있어서, 디클로로프로판올의 수율(%)를 도 2에 그래프로 나타내었다.The yield (%) of dichloropropanol in each case where dichloropropanol was prepared from glycerol in the solvent-free and absorbent-free state of Example 1 and in the presence of a heteropolyacid catalyst was shown graphically in FIG. 2.

도 2를 참조하면, 헤테로폴리산 촉매 내의 텅스텐(W) 원자의 수가 증가함에 따라 DCP 수율이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 본 평가예에서 DCP 수율 측면에서 볼 때 가장 바람직한 촉매는 12-텅스토인산인 것으로 나타났다. Referring to FIG. 2, the DCP yield increased as the number of tungsten (W) atoms in the heteropolyacid catalyst increased. In addition, in this evaluation example, the most preferred catalyst in terms of DCP yield was found to be 12- tungstophosphoric acid.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 디클로로프로판올의 제조방법은, 무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산 촉매 및/또는 흡수제의 존재하에서 글리세롤로부터 디클로로프로판올을 직접 제조할 수 있다. 또한 용매를 사용하지 않으므로 반응 후 이의 제거를 위한 공정이 불필요하며, 반응기 부피를 줄일 수 있다. 또한, 촉매회수 및 촉매와 반응생성물 공비 혼합물의 분리 등과 같은 기존의 문제점을 극복할 수 있다. 또한 이 경우, 촉매회수 및 재생이 용이하여 공정을 단순화시킬 수 있을 뿐 아니라, 저가의 글리세롤로부터 고가의 디클로로프로판올을 높은 수율로 생산할 수 있다. The method for producing dichloropropanol according to the present invention having the above constitution can directly prepare dichloropropanol from glycerol in the absence of a solvent and in the presence of a heteropolyacid catalyst and / or an absorbent. In addition, since the solvent is not used, a process for removing it after the reaction is unnecessary, and the reactor volume can be reduced. In addition, existing problems such as catalyst recovery and separation of the catalyst and reaction product azeotrope can be overcome. In this case, catalyst recovery and regeneration are easy to simplify the process, as well as to produce expensive dichloropropanol from low-cost glycerol in high yield.

이상에서 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings and embodiments, these are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art. You will understand. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

도 1은 무용매, 무촉매 및 무흡수제 상태하에서, 글리세롤과 염화수소 가스로부터 디클로로프로판올을 제조하는데 있어서 반응혼합물의 교반속도(RPM)에 따른 DCP 수율의 변화를 나타낸 그래프이다(실험예 1). 1 is a graph showing the change of DCP yield according to the stirring speed (RPM) of the reaction mixture in the preparation of dichloropropanol from glycerol and hydrogen chloride gas under the solvent-free, catalyst-free and absorbent-free state (Experimental Example 1).

도 2는 중심원소가 인(P)이고 텅스텐(W) 및/또는 몰리브덴(Mo)이 기본적으로 배위된 Keggin형 헤테로폴리산 촉매에서 배위원소 중 텅스텐(W) 원자의 수에 따른 DCP 수율의 변화를 나타낸 그래프이다(실시예 1). Figure 2 shows the change of DCP yield according to the number of tungsten (W) atoms in the isotope in the Keggin type heteropolyacid catalyst in which the central element is phosphorus (P) and the tungsten (W) and / or molybdenum (Mo) are basically coordinated It is a graph (Example 1).

Claims (12)

글리세롤을 염소화제와 반응시켜 디클로로프로판올을 제조하는 방법에 있어서, 상기 반응이 무용매 상태하에서, 그리고 헤테로폴리산 촉매 및 흡수제 중 적어도 하나의 존재하에서 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. A process for preparing dichloropropanol by reacting glycerol with a chlorinating agent, wherein the reaction proceeds in the absence of a solvent and in the presence of at least one of a heteropolyacid catalyst and an absorbent. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 흡수제는 실리카겔을 포함하는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법.The absorbent is a method for producing dichloropropanol, characterized in that it comprises silica gel. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 헤테로폴리산 촉매는 중심원소:배위원소의 원자비가 1:12인 Keggin형 헤테로폴리산 촉매인 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법.The heteropolyacid catalyst is a method for producing dichloropropanol, characterized in that the Keggin-type heteropolyacid catalyst having an atomic ratio of central element: isotope of 1:12. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 Keggin형 헤테로폴리산 촉매는, 12-몰리브도텅스토인산(H3PMo12-XWXO40) 중 수소원자의 전부 또는 일부가 금속으로 치환된 복수종의 헤테로폴리산으로부터 선택된 적어도 1종의 헤테로폴리산을 포함하고,The Keggin type heteropolyacid catalyst may include at least one heteropolyacid selected from a plurality of heteropolyacids in which all or a part of hydrogen atoms of 12- molybdoungstophosphoric acid (H 3 PMo 12-X W X O 40 ) is substituted with a metal. Including, 상기 화학식에서 X=0~12의 수인 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제 조방법.Method for producing dichloropropanol, characterized in that the number of X = 0 ~ 12 in the formula. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 헤테로폴리산 촉매는 반응 후 회수되어 재사용되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. The heteropolyacid catalyst is a method for producing dichloropropanol, characterized in that recovered after the reaction is reused. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 염소화제는 염화수소 가스 또는 염산인 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. The chlorinating agent is a method of producing dichloropropanol, characterized in that the hydrogen chloride gas or hydrochloric acid. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응이 회분 반응기(batch reactor), 반회분 반응기(semi-batch reactor) 또는 연속교반탱크 반응기(CSTR)에서 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. Process for producing dichloropropanol, characterized in that the reaction is carried out in a batch reactor, a semi-batch reactor or a continuous stirring tank reactor (CSTR). 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반응이 600~1,100rpm의 교반속도하에서 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. Method for producing dichloropropanol, characterized in that the reaction proceeds under a stirring speed of 600 ~ 1,100rpm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반응이 50~300℃의 온도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. Method for producing dichloropropanol, characterized in that the reaction proceeds at a temperature of 50 ~ 300 ℃. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 반응이 0.1~30bar의 압력에서 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. Method for producing dichloropropanol, characterized in that the reaction proceeds at a pressure of 0.1 ~ 30bar. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 반응이 10분~50시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 디클로로프로판올의 제조방법. Method for producing dichloropropanol, characterized in that the reaction proceeds for 10 minutes to 50 hours. 글리세롤을 염소화제와 반응시켜 디클로로프로판올을 제조한 후 에피클로로히드린(ECH)를 제조하는 방법에 있어서, In the method for producing epichlorohydrin (ECH) by reacting glycerol with a chlorinating agent to produce dichloropropanol, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 디클로로프로판올의 제조방법을 포함하거나 상기 제조방법에 의해 제조된 디클로로프로판올을 사용하는 것을 특징으로 하는 에피클로로하이드린의 제조방법. A method for producing epichlorohydrin comprising the method for producing dichloropropanol according to any one of claims 1 to 11 or using dichloropropanol prepared by the method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5744655A (en) * 1996-06-19 1998-04-28 The Dow Chemical Company Process to make 2,3-dihalopropanols
CA2597983A1 (en) * 2003-11-20 2005-06-16 Solvay (Societe Anonyme) Pseudo-azeotropic composition containing dichloropropanol and process for producing such composition
WO2007054505A2 (en) * 2005-11-08 2007-05-18 Solvay (Société Anonyme) Process for the manufacture of dichloropropanol by chlorination of glycerol
KR20080043756A (en) * 2008-04-29 2008-05-19 이수화학 주식회사 Process for preparing of dichloropropanol

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2392264A1 (en) 2009-04-30 2011-12-07 Samsung Medison Co., Ltd. Clutter signal filtering using eigenvectors in an ultrasound system

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